Шум транспортных потоков

 

 

Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)

/Университет машиностроения/

 

Кафедра «Экологическая безопасность технических систем»

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

по дисциплине

«Виброакустика НТС»

по теме:

«Шум транспортных потоков»

 

 

Студент_________________________

Руководитель работы _______________

 

 

 

 

 

 

г. Москва

2014 г.

Содержание:

Введение.......................................................................................................................3

1. Тенденции изменения  акустического воздействия транспорта..........................4

2. Состояние проблемы  снижения транспортного шума.........................................7

3. Действие городского шума на организм человека.............................................10

4. Ограничение воздействия  шума автомобильного транспорта..........................11

4.1.Снижение интенсивности  движения, улучшение конструкции  дорог и регламентирование землепользования....................................................................11

4.1.1. Интенсивность движения.....................................................................11

4.1.2. Конструкция дороги..............................................................................13

4.1.3. Расчет пересечений  дорог....................................................................14

4.1.4. Проектирование дорожного  покрытия...............................................15

4.1.5. Планирование землепользования........................................................17

4.2. Звукоизоляция зданий...................................................................................18

4.2.1 Проектирование зданий.........................................................................18

4.2.2. Звукоизоляция элементов здания........................................................18

5. Проблема снижения шума  от железнодорожного транспорта..........................21

5.1. Уменьшение шума при  взаимодействии колеса и рельса.........................21

6. Определение требуемой  акустической эффективности экранов  с учетом звукопоглощения. Методика  расчета......................................................................22

6.1. Учет влияния зеленых насаждений.............................................................27

6.2. Учет звукопоглощения экранов...................................................................30

6.3. Методика определения требуемой акустической эффективности экранов с учетом звукопоглощения.......................................................................................31

Заключение.................................................................................................................32

Список использованной литературы.......................................................................33

 

 

 

 

Введение

 

Шумовое загрязнение в городах практически всегда имеет локальный характер и преимущественно вызывается средствами транспорта – городского, железнодорожного и авиационного. Уже сейчас на главных магистралях крупных городов уровни шумов превышают 90 дБ и имеют тенденцию к усилению ежегодно на 0,5 дБ, что является наибольшей опасностью для окружающей среды в районах оживленных транспортных магистралей. Как показывают исследования медиков, повышенные уровни шумов способствуют развитию нервно-психических заболеваний и гипертонической болезни. Борьба с шумом, в центральных районах городов затрудняется плотностью сложившейся застройки, из-за которой невозможно строительство шумозащитных экранов, расширение магистралей и высадка деревьев, снижающих на дорогах уровни шумов. Таким образом, наиболее перспективными решениями этой проблемы являются снижение собственных шумов транспортных средств (особенно трамвая) и применение в зданиях, выходящих на наиболее оживленные магистрали, новых шумопоглощающих материалов, вертикального озеленения домов и тройного остекления окон (с одновременным применением принудительной вентиляции).

Рост шума на городской территории, создаваемого автомобильными потоками, в значительной степени зависит от принципов организации движения и технических характеристик транспортных средств: мощности и конструкции двигателей, грузоподъёмности, скорости, интенсивности движения потока в целом, конструкции и состояния дорожного полотна, уклонов улиц и дорог, количества и уровневости пересечений. Отдельные автотранспортные средства представляются как точечные источники шума (если рассматриваются отдельные автомобили), а транспортные потоки – как линейный или прерывистый источник шума.

С целью снижения шума ходовой части на автомобилях с двигателями внутреннего сгорания устанавливают глушители впуска воздуха и выпуска газов. Глушитель аэродинамического шума выхлопа основное средство шумозащиты автомобиля. При выходе продуктов сгорания из цилиндров выхлопные газы имеют скорость 500–600 м/с. а температуру свыше 1200 С, звуковое давление до 160 дБ на входе в глушитель эти значения снижаются до 60–100 м/с, 600 С. 120 дБ соответственно.

Особую проблему составляет увеличение уровня вибрации в городских районах, главным источником чего является транспорт. Данная проблема мало исследована, однако несомненно, что ее значение будет возрастать. Вибрация способствует более быстрому износу и разрушению зданий и сооружений, но самое существенное, что она может отрицательно влиять на наиболее точные технологические процессы. Особенно важно подчеркнуть, что наибольший вред вибрация приносит передовым отраслям промышленности и соответственно ее рост может оказывать ограничивающее влияние на возможности научно-технического прогресса в городах.

    

1. Тенденции изменения акустического воздействия транспорта

 

Еще в древнем Риме существовали законодательные положения, регулирующие уровень шума, создаваемого транспортными средствами того времени. Но лишь недавно, с начала 70-х годов XX в. при разработке перспектив развития транспорта стали учитывать воздействие его на окружающую среду. Движение за чистоту окружающей среды стало столь могучим, что многие перспективные разработки в области транспорта были признаны экологически нежелательными. Эта экологическая революция произошла не как результат реакции общественности на загрязнение окружающей во всех ее проявлениях, а как результат сочетания возросшей озабоченности и общественности с необходимостью поддержания экологической чистоты хотя бы на сложившемся к этому времени уровне в силу интенсивного развития средств транспорта и транспортных систем и урбанизации. Например, перевозки автомобильным транспортом в странах Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) за 1960-1980 гг. выросли в 3 раза, воздушным – в 2 раза. Городское население этих стран увеличилось на 50%, а число городов с количеством жителей более 1 млн. чел. удвоилось. За тот же период было построено много автодорог, аэропортов и других крупных транспортных сооружений.

При таком развитии транспорта и в не приходится удивляться тому, что шумовая загрязненность окружающей среды постоянно возрастала. Но следует указать, что с конца 70-х годов главным образом благодаря экспериментальным исследованиям, связанным с ограничением шума, создаваемого  индивидуальными средствами транспорта и воздушными судами, а также частично в результате совершенства дорог и звукоизоляции зданий, достигнутый ранее уровень транспортного шума имеет тенденцию к стабилизации.

Учитывая тенденции снижения шума на ближайшие несколько лет, можно прийти к заключению о намечающемся улучшении соответствующих показателей. В странах ОЭСР к средствам грузового транспорта предъявлены более жесткие требования по ограничению шума. Новые правила должны привести к существенным изменениям, которые особенно затронут ту часть населения, которая подвергается воздействию шума, создаваемого тяжелым грузовым транспортом. Кроме того, в некоторых странах вводятся более совершенные нормы проектирования автомобильных дорог, а также законодательство, обеспечивающее людям, чьи дома подвержены   значительному воздействию транспортного шума, право требовать принятия дополнительных мер по звукоизоляции жилых помещений.

Подсчитано, что во Франции к 2000-му году доля городских жителей, подвергаемых воздействию шума с уровнем 65 дБА и выше, снизилась до 13% по сравнению с 16% в 1975 г. Это небольшое, но, тем не менее, существенное уменьшение.

Предусматривая более жесткие меры по снижению шума транспортных средств в источнике его возникновения, можно ожидать дальнейшего реального уменьшения воздействия шума на человека. Еще в 1971 г. в Великобритании при разработке проекта малошумных тяжелых автотранспортных средств было рекомендовано исходить из нормативного уровня шума 80 дБА. Даже если этот проект и продемонстрировал, что современная технология позволяет реализовать определенную степень требуемого снижения шума, являясь в то же время экономически приемлемой, все еще остаются технические и политические трудности при установлении законодательных мер, которые способствовали бы внедрению в производство приведенных выше норм проектирования. Подсчитано, что если бы удалось реализовать эту техническую политику, число людей, которые подвергаются воздействию шума 65 дБА и более, существенно уменьшилось бы.

Что касается шума, создаваемого гражданскими самолетами, то согласно большинству исследований реализация мер по уменьшению его воздействия займет достаточно длительное время. Это объясняется в основном двумя причинами. Во- первых, новое поколение самолетов будет менее шумным, во-вторых, все самолеты старого типа, которые не соответствуют современным нормативным требованиям по шуму, будут к концу ближайшего десятилетия сняты с эксплуатации. Темпы обновления существующего парка самолетов будут зависеть, конечно, от многих факторов, главным образом от темпов замены самолетов образцами нового поколения, а также от возможного сдвига сроков, обусловленного ожидаемым увеличением парка самолетов общего назначения и использованием вертолетов. С учетом перечисленных факторов в прогнозе для стран ОЭСР указывается, что в США произойдет уменьшение числа людей, подверженных   воздействию   шума 65 дБА примерно на 50-70%, в Дании на 35%, а во Франции, по результатам расчетной оценки применительно к пяти важнейшим аэропортам, произойдет уменьшение площади, подверженной воздействию авиационного шума, на 75%. Несмотря на то, что число людей, которые выиграют от проведения этих мероприятий, незначительно по сравнению с существенно большим числом людей, подверженных воздействию шума наземного транспорта недопустимо высокого уровня, указанные мероприятия представляют собой значительный шаг вперед.

Количественные показатели воздействия шума железнодорожного транспорта в большинстве стран остаются по большей части неизменными. Предполагается, что в обозримом будущем состояние дел в этой области останется без изменения. Однако имеются районы, где шум железнодорожного транспорта является основным источником раздражения. Введение в последнее время в эксплуатацию высокоскоростных поездов и скоростных городских линий приводит к расширению зон, подверженных воздействию новых источников шума. Поэтому условия жизни людей могут быть улучшены, если принять серьезные меры по уменьшению шума.

 

2. Состояние проблемы снижения транспортного шума

 

В общем случае методы снижения транспортного шума можно классифицировать по следующим трем направлениям: уменьшение шума в источнике его возникновения, включая изъятие из эксплуатации транспортных средств и изменение маршрутов их движения; снижение шума на пути его распространения; применение средств звукозащиты при восприятии звука.

Использование того или иного метода или их комбинации зависит в значительной мере от степени и характера потребного уменьшения шума с учетом как экономических, так и эксплуатационных ограничений. Любая попытка регулирования шума должна начинаться с установления источников этого шума. Несмотря на наличие значительной аналогии различных источников, они достаточно несхожи друг с другом для трех видов транспорта, - автомобильного, железнодорожного и воздушного.

Из трех основных видов транспорта автомобильный транспорт оказывает наиболее неблагоприятное акустическое воздействие. Автомобили являются преобладающим источником интенсивного и длительного шума, с которым ни в какое сравнение не идут никакие другие. Шум, создаваемый движущимися автомобилями, является частью шума транспортного потока. В общем случае наибольший шум генерируется большегрузными автомобилями. При малых скоростях движения по автодорогам и больших частотах вращения вала двигателя основным источником шума является обычно силовая установка, в то время как при больших скоростях движения, пониженных частотах вращения и меньшей мощности силовой установки доминирующим может стать шум, обусловленный взаимодействием шин с поверхностью дороги. При наличии неровностей на поверхности дороги преобладающим может стать шум системы рессорной подвески, а также грохот груза и кузова.

Часто бывает довольно трудно определить относительный вклад различных источников шума сложных по конструкции транспортных средств. Поэтому, если возникает задача по снижению шума данного транспортного средства, ценная информация может быть получена на основе понимания механизма генерирования шума этих источников при изменении условий эксплуатации транспортного средства. В силу того, что общий шум транспортного средства определяется рядом источников, необходимо попытаться получить данные об особенностях излучения каждого из этих источников в отдельности и определить наиболее эффективные методы снижения шума того или иного источника, а также и то, какой из методов снижения общего шума автотранспортного средства окажется наиболее экономичным в данном случае. Подробно об этом будет рассказано ниже.

Следует отметить большое значение мер по ограничению распространения уже возникшего шума наряду с основным методом снижения шума автомобильного транспорта путем подавления источника его возникновения. К числу указанных мер относятся улучшение конструкции дорог и их трассирования, регулирование транспортных потоков, применение экранов и барьеров, пересмотр общих концепций землеиспользования вблизи основных транспортных магистралей. Дополнительной мерой, которая применима ко всем видам транспорта, является улучшение проектирования и звукоизолирующих характеристик зданий для уменьшения шума внутри них.